數(shù)控機床的伺服驅(qū)動與監(jiān)測講義-閱讀頁
2025-03-09 20:04本頁面
【正文】 儲在繞組中，電流的時間常數(shù)為 Ti=Lm/R （ 65） 式中 Lm—— 步進電動機一相繞組的平均電感量； R—— 通電回路的電阻，包括繞組電阻，功率放大器輸出級的內(nèi)阻及串聯(lián)電阻。當(dāng)輸入頻率較低時，每相繞組通電和斷電的周期 T較長，電流 I的波形比較接近于理想的矩行波，如圖 612a所示。為了提高步進電動機的動態(tài)特性，必須使電流波形前后沿更陡些。為了使電流波形更陡，在電阻 Ro兩端并聯(lián)電容 C，由于電容上的電壓不能突變，在繞組通電瞬間相當(dāng)于 R0短路，電源電壓全部加在電動機控制繞組上，電流迅速提高。這種驅(qū)動電源線路簡單，供放元件小，成本低，但功耗大，只適用于小功率的步進電動機。v 圖 613a所示是一個高低壓切換型電源的原理圖，當(dāng)有輸入的控制型號 u后，三極管 VT1， VT2的基極有電壓輸入，使 VT1和 VT2導(dǎo)通，在高壓電源 u1的作用下，二極管 VD1承受反相電壓，使低電壓源不起作用。這種電源的電動機繞組不需串聯(lián)電阻，電源功耗小，電流波形得到了很大改善矩平特性很好。 v 雙電壓功放電路缺點是在高低連接處出現(xiàn)谷點，引起力矩在谷點時下降，而斬波型功放電路克服了這一缺點，并提高 二．塑料導(dǎo)軌v 鑲粘塑料導(dǎo)軌，已廣泛用于數(shù)控機床上，其摩擦系數(shù)小，且動、靜摩擦系數(shù)差很小，能防止低速爬行現(xiàn)象；耐磨性，抗撕傷能力強；加工性和化學(xué)穩(wěn)定性好，工藝簡單，成本低，并有良好的自潤滑性和抗震性。 v 近年來國內(nèi)已研制了數(shù)十種塑料基體的復(fù)合材料用于機床導(dǎo)軌，其中比較引人注目的為應(yīng)用較廣的填充 PTEE（聚四氟乙烯）軟帶材料，例如美國霞板（ Shanban）公司的得爾塞（ TurciteB）塑料導(dǎo)軌軟帶及我國的 TSF軟帶。具有優(yōu)異的減磨、抗咬傷性能，不會損壞配合面，吸振性能好，低速無爬行，并可在干摩擦下工作。 2) 動、靜摩擦系數(shù)相近 運動平穩(wěn)性和爬行性能較鑄鐵導(dǎo)軌副好。 4) 耐磨性好 有自身潤滑作用，無潤滑油也能工作。 6) 維護修理方便 軟帶耐磨，損壞后更換容易。v ? 貼塑導(dǎo)軌的摩擦特性 如圖 727所示的摩擦系數(shù)— 速度特性曲線可知，其動、靜摩擦系數(shù)相差很小，而且摩擦系數(shù) — 速度特性曲線的斜率是正斜率，并具有良好的自潤滑性，所以在短油或干摩擦下也不致拉傷導(dǎo)軌面。在設(shè)計機床導(dǎo)軌尺寸時，應(yīng)根據(jù)滑動速度 v與比壓 p之值按圖 728所示 pv線圖選取，使 p與 v的交點處于曲線的下方。? 貼塑導(dǎo)軌的承載能力 TurciteB軟帶的變形小，在比壓 p為 14Mpa，溫度為 50176。在機床導(dǎo)軌上使用時，在任何情況下的變形率都應(yīng)低于 1%。此種軟帶的厚度有 、 。? 貼塑導(dǎo)軌的其他性能 TurciteB軟帶粘結(jié)剪切強度高達7Mpa；彈性模量小于金屬材料，可防止振動，減少噪音；導(dǎo)軌副的磨損量小，若采用定時定量潤滑，可進一步提高導(dǎo)軌的使用壽命。塑料軟帶一般粘貼在短的動導(dǎo)軌上，不受導(dǎo)軌形式的限制，各種組合形式的滑動導(dǎo)軌均可粘貼。槽深一般可選軟帶厚度的 1/2～ 2/3。膠層固化后再去掉墊塊。對磨導(dǎo)軌面硬度要求在 25HRC以上。軟帶表面需經(jīng)過處理，先用各種清洗劑包括丙酮將軟帶洗凈，在該牌號指定的去處不可粘性的溶液中按時浸透，再用丙酮和水等清洗后干燥備用。粘接層厚度 ，接觸壓力為 ～ 。經(jīng) 24h室溫固化，將運動部件吊起翻轉(zhuǎn)，用小木錘輕敲整條軟帶。然后檢查動靜導(dǎo)軌的接觸精度，讓導(dǎo)軌副對研或機械加工，并刮削到接觸面的斑點符合要求（著色點面積達 50%以上）為止。并可用儀器測出軟帶導(dǎo)軌的實際摩擦系數(shù)。 三、交流伺服電動機驅(qū)動簡介v 支流伺服電動機具有很多優(yōu)點，但它由于裝有電刷和換向片，尺寸較大且必須定期維修，特別是受換向器限制，容量較小，電樞電壓較低，很多特性參數(shù)隨速度而變化，因而限制了支流伺服電動機高速度、大容量的發(fā)展。目前國外已有系列化的交流伺服電動機，我國已研制出此種電動機。定子省去了鑄造件殼體，結(jié)構(gòu)緊湊，質(zhì)量小?？蓪Χㄗ予F心直接冷卻，散熱效果好，因而傳動機械部分的熱量少，提高了整個系統(tǒng)的可靠性。因此交流伺服電動機以其高性能、大容量得到了廣泛的應(yīng)用。第四節(jié) 常用位置檢測裝置 一 、 概述 v 在閉環(huán)數(shù)控系統(tǒng)中，必須利用位置檢測裝置把機床運動部件的實際位移量隨時檢測出來，與給定的控制值進行比較，從而控制驅(qū)動元件正確運轉(zhuǎn)，使工作臺（或刀具）按規(guī)定的軌跡和坐標移動。為此，對位置檢測裝置提出如下要求： (1) 在機床工作臺移動范圍內(nèi)，能滿足精度和速度的要求。通常要求檢測元件的分辨度（即檢測的最小位移量）在~，測量精度在177。運動速度為0~24m/min。 (3) 使用、維護簡單方便，成本 v 由于工作條件和測量要求不同，數(shù)控機床常用以下幾種測量方式； （ 1）絕對值測量方式和增量測量方式 絕對值測量方式是任一被測量點位置都由一個固定的零點（即坐標原點）算起，每一測量點，都有一個相應(yīng)的對原點的測量值。典型的檢測元件有感應(yīng)同步器、光柵、磁尺等。數(shù)字測量輸出信號一般是電脈沖，可以把它直接送到數(shù)控裝置（計算機）進行比較、處理。數(shù)字式測量的特點是： 1) 被測量量化成脈沖個數(shù)，便于顯示和處理； 2) 測量精度取決于測量單位，與量程基本無關(guān)（當(dāng)然也有積累誤差）； 3) 測量裝置比較簡單，脈沖信號抗干擾能力強。在數(shù)控機床上模擬式測量主要用于小量程的測量，例如感應(yīng)同步器的一個線距（節(jié)距）內(nèi)信號相位變化等。如用旋轉(zhuǎn)變壓器、感應(yīng)同步器等。其優(yōu)點是直接反映工作臺的直線位移量。v 間接測量是通過與工作臺直線運動相關(guān)聯(lián)的回轉(zhuǎn)運動間接地測量工作臺的直線位移，檢測裝置常用旋轉(zhuǎn)變壓器等。本節(jié)介紹數(shù)控機床上常用 的檢測裝置 ，主要有光電盤、編碼盤、感應(yīng)同步器、旋轉(zhuǎn)變壓器、光柵、磁尺
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